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如果說在上一個10-20年里，整個工業(yè)界經(jīng)歷了一場從模擬到數(shù)字領域的轉變，那么今后的10-20年里，將是數(shù)字領域到互聯(lián)網(wǎng)領域的轉變。一個涵蓋了電子硬件、軟件，IC以及傳感器的融合與信息交換的通信新世界。
是什么使這種改變如此不可抗拒，看起來沒有任何行業(yè)能夠阻止它的腳步？這當中有很多原因，從快速的物流和服務，到巨大的生產(chǎn)力。無論如何，最重要的 還是性價比。事實證明，互聯(lián)網(wǎng)技術帶來更快的增長率，每當互聯(lián)網(wǎng)的節(jié)點數(shù)增長10倍的同時，整個網(wǎng)絡所傳遞的信息數(shù)量將是100倍，而每個節(jié)點的價格將降低到0.1倍。任何拒絕“internet化”進程的行業(yè)都要承擔被淘汰的風險。
從近距離到遠程，我們回顧一下串口通信的傳統(tǒng)實現(xiàn)方式。15米以內，我們可以直接用RS-232電平和TTL電平；1200米內，我們可以用RS-485 電纜。4千米以內，我們可以用多模光纖，也可以用CAN總線。40千米以內，我們可以布單模光纖。更加遠的距離呢？理論上我們可以加中繼，但是遠距離布線 以及為中繼器供電的成本呢？考慮到土地、道路、管道等的施工、實際上布超過10千米的專門用于串口通信的工程已經(jīng)是非常困難的。
圖 1. 從USB口擴展串口的轉換器。 圖 2. 從無線WIFI擴展串口的轉換器。
近距離地審視現(xiàn)在的串口通信方式，同新興的IT技術相比，我們的方式仍然固守電子時代的“前IT”技術，遠遠缺少互聯(lián)網(wǎng)技術的滲透。盡管具有串口的單片機的數(shù)量也許累計超過了目前地球人口的數(shù)量，其中形成串口節(jié)點互連設備也是至少數(shù)以百萬計，但串口通信仍然主要依靠現(xiàn)代計算機與互聯(lián)網(wǎng)時代之前的電子時代的技術來控制。但是，隨著新的網(wǎng)絡技術的深入，特別是IPv6即將在2015年前普及，串口通信的互聯(lián)網(wǎng)化的革命已經(jīng)啟航。這種變革會帶來更高的性能，更低的花費，以及完全不同的新特征，例如每個串口都將分配一個獨立的互聯(lián)網(wǎng)IP地址，我們將來要識別的多機通信地址不再是自己用軟件編程來分配的，甚至傳統(tǒng)的COM口的號碼也不是COM1、COM2等，而是自己的IPv6地址。盡管仍然處于初級階段，但互聯(lián)網(wǎng)革命已經(jīng)不可否認的開始了，沒有任何電子行業(yè)能夠忽視它的存在。
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基于互聯(lián)網(wǎng)的串口即時通信
將串行口進行互聯(lián)網(wǎng)化的第一步是具有串口通信功能的即時通信軟件。非常志豪的是，它已經(jīng)首先出現(xiàn)在我們中國，名字叫做好靈通：串口即時通信。好靈通本身也是一款功能齊全的即時通信軟件，每個用戶分配一個好靈通號碼，同時也對應一個串口，無論這個串口在世界的任何角落，只要配這個串口的計算機可以上網(wǎng)。好靈通串口借助于互聯(lián)網(wǎng)可以分布在全球，并且與用戶自己的串行口對接，用好靈通軟件建立“好友聊天”，并通過因特網(wǎng)將用戶的串口信號進行發(fā)送和接收。我們將這一過程形象地成為世界范圍內的“串口的遠程透明傳輸”。滿足實現(xiàn)這一切的技術要求不再是簡單的嘗試。好靈通軟件需要將接收到的串口數(shù)據(jù)進行實時、精確的讀取、存儲，以及拆解為適合internet傳輸?shù)腡CP/IP包，還要足夠的通訊帶寬和專門的互聯(lián)網(wǎng)服務器來可靠地傳送數(shù)據(jù)包，對方的“好友”計算機還得繼續(xù)信息的復原處理。所有的這些需求都是為了讓遠距離的雙方的串口感覺就像使用一條串口通信電纜直接連接一樣的透明。由于中間環(huán)節(jié)為TCP協(xié)議的IP包，這種好靈通串口通信甚至可以實現(xiàn)不同速率的串口透明傳輸，這是傳統(tǒng)的方法無法實現(xiàn)的。由于串口通信速率一般最高為115.2K字節(jié)/秒，這對于已經(jīng)普及的（ADSL）2M寬帶上網(wǎng)來講，完全可以保持數(shù)據(jù)的實時性和準確性。
基于互聯(lián)網(wǎng)即時通信的串口遠程通信可以在未來十年內保持技術的領先。設想一下，我們未來的家電、攝像頭、甚至照明電器都將具備RS-232口，借助于互聯(lián)網(wǎng)版好靈通，我們就可以從辦公室實時控制或者監(jiān)視這些設備。注意好靈通 和對于其它正在嘗試的遠程攝像頭、遠程“云打印”技術的優(yōu)勢在于通用性，只要設備具有RS-232口即可。RS-232和RS-485作為傳統(tǒng)的最為普及 的工業(yè)通信接口，由于其通信協(xié)議的簡單明了和易于使用，加上隨著帶串口的單片機的巨量使用，在未來的10-20年都不會消失。將來好靈通的普及也會繼續(xù)延 長RS-232和RS-485的生命。
圖 3. 基于互聯(lián)網(wǎng)的串口即時通信軟件：好靈通v5.0版本 。 圖 4. 基于局域網(wǎng)的串口即時通信軟件：好靈通v1.1版本 。
基于局域網(wǎng)的串口即時通信
大部分情況下，串口的遠程通信也許沒有超過企業(yè)的局域網(wǎng)本身的距離。由于有線局域網(wǎng)技術、工業(yè)以太網(wǎng)技術的持續(xù)發(fā)展，現(xiàn)在構造一個足夠遠、節(jié)點足夠多的企 業(yè)局域網(wǎng)已經(jīng)是很普及的技術。這個局域網(wǎng)內，不僅傳輸企業(yè)的管理信息數(shù)據(jù)，還可以借助局域網(wǎng)版的好靈通即時通信軟件來傳輸串口信號。局域網(wǎng)好靈通即時通信 相對互聯(lián)網(wǎng)版好靈通的優(yōu)勢在于：1、保密性好。由于局域網(wǎng)通信可以與互聯(lián)網(wǎng)隔離，保證了企業(yè)內部信息不會再互聯(lián)網(wǎng)上泄露，同時也不會有從互聯(lián)網(wǎng)上發(fā)起的黑 客攻擊等。 2、速度更快。局域網(wǎng)已經(jīng)普及100M甚至1000M速率，遠遠高于ADSL的2M。 3、可 靠性高。 局域網(wǎng)版好靈通采用了不依賴任何服務器的技術，也就是每個用戶在通信時互為服務器和互為客戶端，只要局域網(wǎng)的網(wǎng)絡線路可靠連接即可保 證可靠通信，而互聯(lián)網(wǎng)版的好靈通必須通過互聯(lián)網(wǎng)連接專門的服務器。4、支持多機通信。局域網(wǎng)版的好靈通具有“廣播”功能，就是向局域網(wǎng)內所有好靈通用戶群 發(fā)信息。
將串口通信網(wǎng)絡化的下一步是通過即時通信軟件來進行控制。原來的串口通信的地址變成為了“好友”的昵稱。這將大大簡化原來需要識別地址的軟件編程。同樣，局域網(wǎng)版的好靈通也具有支持不同速率的節(jié)點的通信，這一點上傳統(tǒng)方法無法實現(xiàn)的。這樣，新一代基于局域網(wǎng)的串口通信網(wǎng)絡就建成了。在全世界范圍內，串口通信網(wǎng)將要經(jīng)歷巨大變革，傳 統(tǒng)的MODBUS協(xié)議將讓位于好靈通串口即時通信軟件。工業(yè)計算機將從傳統(tǒng)的中心控制主機直接沖到工業(yè)測控的第一線，其體積將減小到智能手機大小，也許將 來就是具有RS-232串口的智能手機。無論是windows、android還是其他操作系統(tǒng)都可以，只要安裝相應版本的好靈通軟件，由于在用戶看來好 靈通實現(xiàn)的是串口透明傳輸，就與使用直接電纜連接的編程是一樣的，甚至更加簡單。未來的計算機將在工業(yè)通信領域充當今天單片機的角色，將來的串口通信不再需要今天這樣復雜的單片機編程。由于具有操作系統(tǒng)，只要安裝好靈通即時通信軟件就可以方便實現(xiàn)工業(yè)通信。
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WIFI串口即時通信使物聯(lián)網(wǎng)成為現(xiàn)實
WIFI串口即時通信包含兩個部分：WIFI/串口轉換和串口即時通信。其中WIFI/串口轉換器把無線WIFI信號轉換成為有線的RS-232串口信號，串口即時通信把RS-232串口信號通過即時通信軟件傳輸?shù)交ヂ?lián)網(wǎng)的另外一端：控制端。這兩部分都已經(jīng)具有了具體的產(chǎn)品。WIFI/串口轉換器有波仕電子的型號為WF232L的轉換器。串口即時通信也已經(jīng)有好靈通串口即時通信軟件haolingtong和相應的USB/串口轉換器硬件USB232HLT。
物聯(lián)網(wǎng)其英文名稱是“The Internet of things”，就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。這有兩層意思：第一，物聯(lián)網(wǎng)還是一種互聯(lián)網(wǎng)，只不過是物與物之間的互聯(lián)網(wǎng)，而傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)更多的是指人與人之 間的互聯(lián)網(wǎng)。第二，其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間，進行信息交換和通信。由于物聯(lián)網(wǎng)要連接的物品數(shù)量巨大，反復的插拔是不可能的，所以有線的連接方式幾乎是不可行的。目前形成共識的無線連接方式是射頻識別（RFID），但是由于還沒有形成統(tǒng)一的國際標準，所以我們也可以認為已經(jīng)形成IEEE802.11 b/g號國際標準的WIFI也是物聯(lián)網(wǎng)無線連接方式的一種。還有，物聯(lián)網(wǎng)不僅僅提供了物與物的連接，其本身也具有智能處理的能力，能夠對物體實施智能控制，所以也離不開計算機。
“物聯(lián)網(wǎng)”的“物”要滿足以下條件才能夠被納入“物聯(lián)網(wǎng)”的范圍：1、要有數(shù)據(jù)傳輸通路；2、要有一定的存儲功能；3、要有CPU；4、要有操作系統(tǒng)；5、要有專門的應用程序；6、遵循物聯(lián)網(wǎng)的通信協(xié)議； 7、在世界網(wǎng)絡中有可被識別的唯一編號。 我們要把WIFI串口即時通信與上述6條進行一一對比看是否滿足物聯(lián)網(wǎng)的條件。首先我們要介紹一下WIFI/串口轉換器以及haolingtong好靈通串口即時通信軟件。
波仕WF232L無線WiFi/串口轉換器實現(xiàn)無線AP的WiFi信號與RS-232、RS-485或RS-422串口之間的轉換。WF232L采用高性能低功耗IEEE802.11b/g無線通信芯 片，內置高性能微處理器實現(xiàn)串口數(shù)據(jù)的透明傳輸，工作于2.4GHz全球開放ISM頻段免許可證使用，可廣泛應用于各種場合的短距離無線通信、工業(yè)控制領 域。產(chǎn)品本身可將自己的串口接到計算機后用配置程序進行通信速率、格式、編碼等的設定，無須其它任何編程裝置。WF232L既可以一對一通信，也可以多機 通信，多機通信方法相當于多個獨立地址的串口。 haolingtong本身也是一款功能齊全的即時通信軟件，每個用戶分配一個好靈通號碼，同時也對應一個串口，無論這個串口在世界的任何角落，只 要配這個串口的計算機可以上網(wǎng)。好靈通串口借助于互聯(lián)網(wǎng)可以分布在全球，并且與用戶自己的串行口對接，用好靈通軟件建立“好友聊天”，并通過因特網(wǎng)將用戶 的串口信號進行發(fā)送和接收。
現(xiàn)在對比6條：1、要有數(shù)據(jù)傳輸通路－－－－基于互聯(lián)網(wǎng)的即時通信；2、要有一定的存儲功能－－－－計算機硬盤；3、要有CPU－－－－計算機的 CPU；4、要有操作系統(tǒng)－－－－WINDOWS；5、要有專門的應用程序－－－－串口通信程序；6、遵循物聯(lián)網(wǎng)的通信協(xié)議－－－－由于好靈通實現(xiàn)的是串 口透明傳輸，所以完全可以實現(xiàn)互通互連； 7、在世界網(wǎng)絡中有可被識別的唯一編號－－－－h(huán)aolingtong為每個用戶分配一個獨一無二的好靈通號，并且每一個WIFI/串口轉換器還有一個獨 一無二的以太網(wǎng)MAC地址。
我們再從實現(xiàn)功能的角度來分析WIFI串口即時通信是否已經(jīng)具備物聯(lián)網(wǎng)設想的一部分功能。現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)，是人們通過計算機，實現(xiàn)與人之聯(lián)網(wǎng)。而未來 的“物聯(lián)網(wǎng)”，將會改變我們現(xiàn)在的生活，并對節(jié)能將作出巨大貢獻。比如物聯(lián)網(wǎng)還可以讓電飯鍋、電冰箱等與網(wǎng)絡相連，讓電飯鍋等實現(xiàn)智能化。比如電飯鍋實現(xiàn) “物聯(lián)網(wǎng)”后，“你在北京出差時，上網(wǎng)敲擊電腦，就可以讓重慶家中的電飯鍋煮飯”。物聯(lián)網(wǎng)也被IBM稱 為“智慧的地球”，物與物之間實現(xiàn)智能化，相當于遙控。你可以通過網(wǎng)絡進行設置而“一勞永逸”。若建筑物使用物聯(lián)網(wǎng)，比如空調、電燈等將由電腦來精確地調 控、開關，從而實現(xiàn)節(jié)能；你設置每周一吸塵器自動吸塵后，每周一，你在辦公室上班，你的吸塵器就會在家中自動干活，將你的屋子打掃得一塵不 染；你也可以在辦公室里，通過電腦打開家里的窗戶透氣。只要具備2個條件：1、物品具有RS-232或RS-485串口，2、電腦可以上網(wǎng)，那么借助于好 靈通串口即時通信軟件和好靈通USB/串口轉換器就可以輕易實現(xiàn)上述的設想。如果采用有線連接那么連WIFI/串口轉換器都省了。
現(xiàn)在只剩下一個問題：成本。雖然目前希望每一件商品都帶一個WF232L加haolingtong軟件那確實是不太現(xiàn)實，但是可以從價值高的商品開 始實施，比如一個集裝箱、一件大的家電。最終普及到每件商品乃至每件物品需要一個漫長的過程。軟件的成本是易于降低的，一個haolingtong用戶與 1萬用戶的成本差別遠遠沒有這么大的數(shù)量級差別，也許小于10倍，也就是每個用戶成本降低到低于0.001倍。硬件的成本也是可以大量降低的，也許會遠遠 出乎我們的預料。回顧一下1982年PC時代以來，硬盤的價格下降了360萬倍，內存的價格下降了45000倍，CPU的性能提高了3500倍。我們完全 可以對未來的物聯(lián)網(wǎng)成本充滿樂觀。
